L'indagine diagnostica sull'edificio

Molto spesso le valutazioni sullo stato di conservazione di un edificio e le sue patologie di degrado vengono effettuate con una verifica sommaria generale, valutando le condizioni presenti solo con metodi visivi, e senza effettuare alcun saggio, anche minimo, sull'edificio stesso. È del tutto evidente che questa modalità di approccio può comportare notevoli sottovalutazioni delle problematiche esistenti e conseguenti pericoli anche per l'incolumità delle persone. A volte, infatti, è il distacco di una porzione di calcestruzzo e il suo crollo a terra che fa suonare il campanello d'allarme e dà il via alla conseguente successiva verifica dello stato di fatto dell'edificio.

Da queste semplici valutazioni olistiche dello stato di fatto ne derivano spesso gravi errori di valutazione di un intervento sul costruito (nella fase preliminare di progetto) e possono determinare importanti modifiche dei cicli di recupero durante i lavori, con forte e inatteso aumento degli importi appaltati (e conseguenti controversie), e possono anche portare a probabili conseguenze negative per la funzionalità e la durabilità dell'intervento eseguito.

Per tali motivi è opportuno che l'edificio venga sottoposto in via preliminare ad una verifica puntuale mediante una indagine diagnostica generale.

Solo un'attenta indagine sullo stato di conservazione di un edificio permetterà, oltre che di evitare possibili danni alle persone, costituire il giusto iter per un corretto approccio alla progettazione e all'esecuzione degli interventi di manutenzione, recupero o restauro dell'immobile.

L'indagine diagnostica è un insieme di tecniche di indagini e verifiche da eseguire in situ, generalmente di tipo non distruttivo o leggermente distruttivo, che permettono di conoscere le condizioni effettive dell'edificio e del suo stato di invecchiamento, delle caratteristiche dei materiali attualmente presenti nell'edificio, alle cause delle patologie che hanno prodotto i fenomeni di degrado riscontrati, fornendo in tal modo risultati oggettivi sullo stato di conservazione di un bene (e dei potenziali pericoli), e supportare tecnicamente il successivo progetto d'intervento.

Possono tuttavia essere eseguite prove anche di tipo distruttivo, allo scopo di otteneredati quantitativi che, interpolati con i dati qualitativi rilevati nelle prove non distruttive, permetteranno di ottenere una valutazione complessiva esaustiva.

Le indagini possono essere effettuate direttamente in situ, sugli oggetto di intervento, oppure mediante prelievo di campioni da sottoporre successivamente a prove in laboratorio.

In questa scheda non verranno analizzate le indagini relative a problematiche di tipo strutturale, dei terreni e delle fondazioni, per le quali si rimanda ad una ulteriore trattazione.

Altre prove

• Impermeabilizzazioni – prove di allagamento, prove elettriche per la ricerca delle perdite
• Prove dei cloruri direttamente sull'elemento in situ
• UNI EN 16096:2012 - Conservazione dei beni culturali - Indagine e rapporto dello stato di conservazione del patrimonio culturale immobile

Lo stato generale di conservazione e le eventuali patologie di degrado esistenti viene in primo luogo determinato con ispezioni visive all'esterno ed all'interno dell'edificio; deve essere poi verificato lo stato e l'aspetto superficiale dei vari materiali costituenti l'involucro (calcestruzzo, mattoni, intonaci, coibentazioni, pitture, coperture, pavimentazioni, ecc.) individuando colorazioni insolite, presenza di sali e depositi dovute a reazioni chimiche, porosità, segni di segregazione superficiale, fessurazioni, , infiltrazioni d' acqua, esposizione di ferri a vista, ruggine, ecc.).

In particolare devono essere controllati tutti gli elementi sottoposti a facile bagnatura in caso di pioggia che presentano normalmente le maggiori patologie di degrado.

Sulle parti in calcestruzzo, data la loro valenza anche sotto il profilo strutturale, dovrà essere verificata la presenza di zone particolarmente degradate e/o danneggiate (espulsione del copri ferro, disgregazione superficiale, rottura degli spigoli, pilastri, sbalzi, cornicioni, gocciolatoi, ecc.), presenza di lesioni strutturali, non strutturali nei balconi e nelle pavimentazioni.

Tutte queste indagini potranno essere effettuate con modalità e attrezzature individuabili tra quelle di seguito riportate.

Analisi storico critica dell'immobile

Acquisizione del progetto e dei disegni, dei documenti depositati presso gli enti competenti, ecc.

Identificazione strutturale generale e locale

Identificazione della natura geologica del terreno

Geometria strutturale, tipo e posizione delle armature, nodi e collegamenti

Eventuali difetti costruttivi (eccentricità, collegamenti)

Norme vigenti all' epoca della costruzione

Normativa vigente

Destinazione d'uso attuale e futura

Analisi dei carichi

Storia di eventuali danneggiamenti

Ricostruzione di eventuali interventi di recupero e/o sistemazione precedenti

Una preliminare valutazione olistica dell'immobile permetterà di ottenere utili indicazioni sulle patologie di degrado presenti e predisporre le indagini successive, i prelievi e le prove (anche eventuali specialisti del settore).

A tale scopo può essere utile consultare anche la norma UNI EN 13018:2004 (Prove non distruttive - esame visivo).

In primo luogo sarà opportuno effettuare un rilievo geometrico evidenziando le criticità presenti, con la rilevazione di quote e misure.

Particolare attenzione dovrà essere posta nella verifica delle pendenze esistenti, importante dato per la diagnostica delle impermeabilizzazioni e il loro eventuale ripristino

• Report fotografico

Una corretta impostazione del report fotografico è di fondamentale importanza per la successiva ricostruzione dell'insieme dell'indagine, permettendo di correlare punti e zone oggetto di verifica con le successive prove ed analisi.

Uno degli errori più frequenti è quello di cercare il particolare, e quindi produrre molte fotografie ravvicinate, magari addirittura dello stesso punto, omettendo di inserire quest'ultimo nel contesto generale.

Per tale motivo è opportuno abbinare sempre alcune foto puntuali con altre foto che fanno capire anche l'insieme e il contesto di quel particolare.

Sarà molto importante inserire nelle foto qualche strumento di riferimento dimensionale (un metro, una stadia metrica, ecc. e al limite i classici oggetti facilmente riconoscibili, penne, chiavi, pacchetti, ecc.) in modo da permettere un rapido inquadramento del problema nella sua reale dimensione.

Nelle foto d'insieme è importante definire co sufficiente precisione il punto di scatto, la sua distanza dall'elemento fotografato, l'angolo e la sua collocazione rispetto ai punti cardinali.

• Rilevazioni e misurazioni mediante stadia, bolla, distanziometri laser, ecc.

Bolla di livello per la verifica delle planarità e dell'orizzontalità del manufatto o della superficie indagata. Abbinata ed una stadia e con l'ausilio di alcuni spessori e un metro è possibile verificare anche le pendenze e /o la presenza di eventuali avvallamenti.

fig. 1 - bolla di livello

• Strumenti ottici ed elettronici

Attualmente le varie misurazioni vengono effettuate con strumenti di precisione dedicati, che possono avere limiti di rilevabilità e tolleranze anche molto restrittive, permettendo di ottenere un quadro generale completo dell'edificio.

Tra queste indagini possono essere rilevati anche eventuali spostamenti e, sempre attraverso la verifica delle caratteristiche geometriche del manufatto, possono essere ottenuti anche varie ed ulteriori informazioni, con verifiche di orizzontalità, verticalità e inclinazione (utilizzando ad esempio una stazione totale) e di punti noti sul manufatto, punti che potranno essere verificati puntualmente nel tempo.

Esiste inoltre la possibilità di verificare tali spostamenti tramite rilevazioni satellitari che permettono di ottenere valori di posizione dell'edificio o di un suo particolare con precisione anche solo di qualche centimetro.

fig. 2 – stazione totale

fig. 6 - esempio di restituzione grafica dell'indagine colposcopica

La prima verifica generale da effettuare in situ richiede l'impiego di adeguati mezzi che permettano un accesso rapido e in sicurezza nelle zone e nei punti oggetto d'indagine.

A tale scopo possono essere utilizzati scale e trabattelli, oppure la predisposizione di ponteggi, soprattutto nel caso siano previste prove con strumentazione di un certo ingombro o peso.

Molto utile può essere anche l'impiego di un'autoscala, con il vantaggio che permetterà di eseguire indagini su superfici maggiori e permetterà agli operatori di effettuare rapidi spostamenti nelle zone d'interesse in relazione agli esiti ricavati durante il corso delle stesse prove.

fig. 3 - indagine con autoscala e cestello

• Prove soniche e colposcopiche

  Le prove soniche consentono di percepire le discontinuità presenti nel supporto, quali vuoti, distacchi, delaminazioni presenti all'interno dei materiali attraverso la percussione e la propagazione di onde soniche, con il classico rumore sordo o pieno dell'impatto.

  Tali prove richiedono una certa attenzione e conoscenza del tecnico che sia in grado di comprendere le condizioni degli elementi soggetti a percussione, murature, intonachi, ecc. in funzione della qualità della risposta sonora.

  In relazione al tipo di supporto e al materiale indagato, risulta spesso molto più utile far scorrere il corpo metallico (martello, pezzo di ferro, ecc.) sul supporto anziché battere direttamente sullo stesso.

fig. 4 - prova di percussione con martello o mazzetta

per valutare la risposta sonica durante la battitura della superficie

• Prove di incisione superficiale

Semplici prove di incisione con chiodo di acciaio sulla superficie permettono di ottenere una valutazione preliminare della resistenza superficiale del supporto o del materiale indagato.

Essendo una prova semplice e rapida permette di indagare con velocità grandi superfici e prodomica all'esecuzione di altre verifiche tecnicamente più approfondite e quantificabili.

A maggior profondità di incisione corrisponderà una minor resistenza meccanica superficiale del supporto (n.b.: la resistenza superficiale non indica la resistenza del manufatto).

fig. 5 – prova di durezza superficiale incisione con chiodo d'acciaio

• Mappatura generale e restituzione grafica

Le indagini colposcopiche, grazie alla loro facilità di esecuzione, permettono di ottenere una notevole quantità di dati.

Tuttavia gli stessi potrebbero essere non facilmente utilizzabili se non venisse prodotta una restituzione degli esiti di dette prove in un quadro di mappatura generale.

Dai dati ricavati è possibile stabilire, ad esempio, una certa percentuale di stima delle zone distaccate che potrà poi essere inserita nel capitolato di appalto.

Tuttavia le prove soniche permettono di identificare anche dati più selettivi i quali, se inseriti opportunamente in uno schema o disegno, permetteranno di avere un quadro generale più esaustivo.

Nell'esempio successivo si riproduce una mappatura con una classificazione dei valori di restituzione colposcopia ricavati durante le prove. I valori sono stati suddivisi in 4 classi di danno o difetto, 1 meno grave o non necessario di intervento di rifacimento totale, 4 distacco completo con demolizione totale da eseguirsi nel corso dei lavori successivi.

fig. 6 - esempio di restituzione grafica dell'indagine colposcopica

La verifica delle patologie di degrado nel tempo ha dimostrato che nelle zone esposte agli agenti atmosferici ed in particolare alla pioggia, sono caratterizzate da una velocità di degrado maggiore.

Tale velocità di degrado risulta essere particolarmente pronunciata negli spigoli (dove il degrado può essere anche oltre il doppio di una superficie piana) oppure in presenza di cicliche bagnature ed asciugature (come ad esempio gocciolatoi, drenaggi, ecc.).

Va certamente ben indagata l'eventuale assenza di adeguati sistemi di drenaggio che produce la bagnatura degli spigoli dell'intradosso del solaio.

fig. 7 – esempio di errato e corretto drenaggio dell'acqua

Nell'esempio sotto riportato si evidenziano i particolari esecutivi da indagare.

Nel disegno a sinistra il ristagno d'acqua produce degrado, in quello a destra, invece, risulta chiaramente la corretta esecuzione del gocciolatoio e della pendenza verso l'esterno.

fig. 8 – gocciolatoio e pendenza

Nel corso dell'indagine diagnostica è fondamentale verificare le quote e le pendenze esistenti, perché la mancata o insufficiente presenza di pendenze comporta il conseguente ristagno d'acqua e quindi una pronunciata velocità dei fenomeni di degrado.

Prima di procedere a qualsiasi rifacimento di tetti piani, terrazzi, lastrici solari, parcheggi, superfici piane in genere presenti all'esterno e/o a contatto con acqua e agenti atmosferici, dovranno essere verificate e, ove necessario, modificate le quote di colmi, caditoie e pozzetti, con la necessaria strumentazione.

fig. 9 -verifica di quote e pendenze prima del rifacimento delle superfici danneggiate

La carbonatazione nel calcestruzzo è un fenomeno naturale che nel tempo può favorire la corrosione delle armature presenti nell'elemento in cemento armato e le relative conseguenze negative sulla durabilità del manufatto.

La verifica in situ viene effettuata con un esame visivo dopo aver spruzzato sulla superficie una soluzione idroalcolica di fenolftaleina all'1%. Nelle zone già carbonatate il materiale rimane incolore, mentre nelle zone ancora integre (e quindi con il ferro protetto dalla corrosione) il colore diventerà rosso porpora.

Il saggio può essere effettuato sulle carote prelevate e portate in laboratorio oppure direttamente sul supporto in situ.

fig. 10 - prova effettuata in laboratorio su carota estratta in situ inumidita con fenolftaleina(in alto la parte incolore, carbonatata, in basso la parte ancora in buone condizioni, dove il ferro sottostante è ancora protetto e quindi impossibilitato a corrodersi)

fig. 11 - dopo la bagnatura con fenolftaleina si può notare la parte carbonatata (incolore) e la parte ancora sufficientemente integra (violacea)

La prova con indicatore fenolftaleina è pratica e molto indicativa delle reali condizioni del calcestruzzo in opera.

Come tutte le prove dovrà essere fatta particolare attenzione all'interpretazione dei dati ricavati in situ, in quanto il fenomeno della carbonatazione può essere particolarmente accentuato in presenza di discontinuità o fessure. Il fronte di carbonatazione, inoltre, non si sviluppa omogeneamente nel manufatto in quanto , essendo dipendente anche dalla porosità del materiale, potrà presentare differenze anche significative nei vari punti indagati.

La magnetometria è un tipo di indagine non distruttiva che, mediante l'uso di un pachometro, consente di rilevare la presenza di metalli all'interno di un manufatto.

Risulta essere quindi molto utile quando siano presenti degli elementi metallici non facilmente visibili, presenti sotto la superficie quali, ad esempio, ferri di armatura, grate, serrature di infissi, tubi di ferro o vecchie tubazioni impiantistiche, ecc.

Lo strumento serve ad individuare la presenza di armature all'interno di un calcestruzzo (o in altri supporti) e si basa sul principio delle correnti parassite o su quello dell'induzione magnetica. Viene individuata con facilità la presenza dei ferri e la loro posizione e, con strumenti più accurati, è possibile individuare con sufficiente approssimazione anche il diametro dei ferri e la loro profondità all'interno del calcestruzzo. Abbinato ad alcune prove semidistruttive permette di ottenere risultati affidabili. Risulta essere inoltre estremamente utile nel caso di saggi da eseguirsi in profondità, quali fori o carotaggi, allo scopo di evitare rotture indesiderate o dannose durante l'esecuzione delle prove.

fig. 12 - indagine con pachometro per la ricerca dei ferri presenti sotto la superficie

La prova sclerometrica è un tipo di controllo rapido e non invasivo che permette di esaminare in breve tempo ampie superfici, restituendo una valutazione indicativa della resistenza a compressione del calcestruzzo in opera o della superficie indagata, mediante la determinazione della relativa durezza di urto fornita dalle battute sclerometriche.

Lo strumento, di facile utilizzo, grazie ad una molla calibrata, produce un colpo sulla superficie indagata, permettendo in tal modo di ottenere un “valore di rimbalzo” che sarà in relazione alla resistenza del manufatto.

È uno strumento messo a punto ed utilizzato prevalentemente sulle superfici in calcestruzzo, per determinare indicativamente la resistenza del materiale in opera, generalmente in abbinamento ad altre metodiche (SONREB, ecc.) tuttavia può essere utilmente impiegato per verifiche in opera anche su materiali diversi, purché dotati di un minimo di resistenza meccanica che sia adeguata ai limiti di rilevazione e alle tolleranze dello strumento.

Può essere utilmente impiegato anche per la verifica della omogeneità dell'insieme, restituendo valori utili non tanto per la determinazione delle caratteristiche meccaniche reali, ma piuttosto come strumento indicativo delle varie diversità dei materiali presenti in opera, a supporto o come screening iniziale prodromico all'esecuzione di successive prove semi-distruttive o invasive.

fig. 13 - verifica della resistenza indicativa del supporto mediante prova con lo sclerometro